Врожденные заболевания костной и мышечной систем органов и тканей человека

Диагностика достигла таких успехов,
что здоровых людей практически не осталось.

Бертран Рассел

Гиганты и карлики

Гормон роста

В книге «Секреты эндокринологии» рассказывается о знаменитых гигантах и карликах, а также приводятся любопытные своеобразные «рекорды», связанные с самым маленьким и самым большим ростом в мире. Самым высоким человеком во второй половине XX в. был уроженец местечка Элтон в штате Иллинойс американец Роберт Уадлоу. В 22 года его рост составил 286 см, а вес — 200 кг. Роберт, которого прозвали «элтонским гигантом», был почти вдвое выше всех членов своей семьи, физические параметры которых ничем не отличались от таковых большинства людей. К сожалению, жизнь его трагически оборвалась из-за скоротечной болезни.

Самой высокой женщиной была Зенг Зин Ля (Китай). Ее рост в 1982 г. достиг 244 см. Карликовым у мужчин считается рост ниже 130 см, а у женщин — менее 120 см. По статистике, один карлик приходится на каждые 15 тысяч жителей нашей планеты. Одной из самых маленьких женщин в мире была Полин Мастерс из Нидерландов. В 1895 г. в возрасте 19 лет ее рост был равен 60 см. Рекорд же карликовости держит пока мексиканка Лючия Зарата, родившаяся во второй половине XIX в. Ее рост составлял всего 20 дюймов, то есть 51 см! Самым маленьким мужчиной считается американец Кальвин Филипс, чей рост в 1812 г. был равен 57 см. Порой карлики благодаря своей необычной внешности становятся знаменитостями. Так, среди лилипутов было немало знаменитых актеров. Например, Герве Виллечейз, который стал известным после роли Тату в американском телесериале «Фантастический остров»). Герцог Бекингем в начале XVII в. передал английскому королю Карлу I в качестве живой игрушки карлика Джефри Хадсона, чей рост был не больше, чем у пятилетнего ребенка. Несмотря на столь малые размеры Хадсона, его жизнь была полна приключений, достойных описания в романе. Он был пленником фламандских и турецких пиратов, бежал из Англии во Францию после того, как Кромвель лишил Стюартов престола, дрался на дуэлях, сидел в тюрьме по ложному обвинению в заговоре против короля, был оправдан и числился по королевским ведомостям... шпионом его величества!

Знаменитым карликом был циркач Чарльз Шервуд Страттон (рост 1 м), которому его импресарио (тоже, кстати, лилипут!) дал сценическое имя Том Тамб, то есть «мальчик-спальчик» (англ. thumb — «большой палец»). В XIX в. посмотреть на Тамба стекались миллионы людей! Во время турне по Европе он был представлен самой королеве Виктории, которая тоже не была чужда здорового интереса к причудам природы. Можно сказать, что вся жизнь Тамба была одним сплошным шоу. Когда в 1857 г. он решил жениться на очаровательной лилипутке Лавинии Уоррен Бамп, его свадьба превратилась в сценический гвоздь сезона. Тамб получил подарки от более чем 2 тысяч человек, среди которых был тогдашний президент Соединенных Штатов Авраам Линкольн. Через некоторое время пресса будоражила воображение обывателей рассказами о ребенке, который якобы появился в результате этого удивительного брака. Младенца некоторое время даже показывали публике, хотя, конечно, это был розыгрыш. Через некоторое время младенец «скончался» от болезни. Америка искренне горевала и сочувствовала паре лилипутов.

В чем же причина карликовости? Почему возникают подобные отклонения от нормы? Являются ли они наследственными и наследуемыми? Чтобы разобраться в этом, стоит вспомнить основы школьной анатомии.

Основой скелета человека является позвоночник — стержень, состоящий из 33 отдельных сегментов — позвонков, расположенных в виде столба. Позвоночник — наиболее древняя часть скелета человека. В эволюции он появился около 500 млн лет назад. У наших эволюционных предков было больше костей, чем в скелете современных людей. Поэтому в теле развивающегося ребенка около 300 костей — гораздо больше, чем в теле взрослого человека. В процессе развития некоторые кости срастаются.

Каждый позвонок состоит из тела и дуги, между которыми расположено отверстие. В позвоночнике эти отверстия образуют канал, внутри которого находится спинной мозг. Таким образом, позвоночник является не только главной опорой для тела, но и прочным футляром для главного «нервного кабеля» человеческого организма.

Скелет человека — сложнейшая инженерная конструкция. Достаточно сказать, что верхняя конечность человека состоит из 32 различных костей. Большую часть из них составляют маленькие кости запястья, пястные кости, а также фаланги пальцев. Нижняя конечность человека состоит из 31 кости. Большую часть из них составляют маленькие кости предплюсны, плюсневые кости и фаланги пальцев. Вероятно, не существует отдельных генов, которые так или иначе контролируют каждую отдельную косточку человека. Некоторые гены кодируют белки соединительной ткани, которые входят в состав скелета. Другие являются регуляторными, то есть играют определенную роль в формировании костей в эмбриогенезе и влияют на развитие и рост костей.

Глядя на изображение скелета, можно подумать, что он является не живым каркасом, а составляющие его кости напоминают прочные пластмассовые стержни и пластины. Это не так. Каждая кость в теле человека является живым образованием, способным постепенно увеличиваться в размерах. Поврежденные кости срастаются после переломов. Неживые образования на такое не способны. Любая кость является результатом деятельности клеток остеоцитов (от греч. osteon — кость и cytos — клетка). Множество остеоцитов и выделяемое ими межклеточное вещество образуют костную ткань, которая является разновидностью соединительной ткани. Поверхность любой кости покрыта плотной оболочкой — надкостницей. Находящиеся в ней остеоциты работают как каменщики на стройке. Они создают все новые и новые пластинки из солей кальция, из которых постепенно слагается плотная часть кости. В результате кость растет в толщину. Чем интенсивнее работают остеоциты, тем быстрее идет процесс увеличения размеров скелета.

Часть остеоцитов, так называемые остеобласты, строит кость в зонах роста, которые расположены главным образом в местах перехода средней части кости в ее оконечность. Именно там расположен так называемый эпифизарный хрящ, за счет роста которого кость вытягивается в длину. Другая группа клеток, называемых остеокластами, постоянно разрушает кость. Такой процесс тоже необходим для нормального роста скелета, ведь диаметр полости трубчатых костей по мере их увеличения в длину тоже увеличивается. Это происходит именно благодаря остеокластам.

У мужчин рост скелета наиболее быстро происходит в 15—16 лет и заканчивается к 20—24 годам. У женщин он идет наиболее интенсивно в 12—13 лет и заканчивается к 18—22 годам. До 50 лет рост взрослого человека остается неизменным, а потом начинает уменьшаться на 1—2 см каждое десятилетие. Средний рост у различных народностей колеблется от 135 до 178 см.

Тем не менее иногда на свет появляются очень маленькие люди — карлики, которых с легкой руки Джонатана Свифта называют также лилипутами. Как бы им в противовес рост отдельных людей порой заведомо превышает верхнюю границу нормы. Петр I интуитивно считал, что такие состояния являются врожденными. Во всяком случае, он пытался вывести породу высоких солдат путем принудительных браков между великорослыми супругами. Как известно, из этой царской идеи ничего не вышло. Времени не хватило для очередного «прожекта», или причина кроется в чем-то ином?

На интенсивность работы остеоцитов и ряда других клеток организма оказывают влияние в первую очередь не гены как таковые, а гормон роста — соматотропин от греч. soma — тело и tropos — способ. Он представляет собой белок, который вырабатывается в одной из главных желез внутренней секреции — в гипофизе. Гипофиз расположен в черепе и выделяет еще около 10 различных гормонов. На связь работы гипофиза с ростом ученые обратили внимание еще в конце XVIII в. Однако выяснить, что ключевую роль в этой связи играет белок, удалось лишь в XX в. Соматотропин состоит из 191 аминокислоты. Недостаток его синтеза приводит к карликовости, которая получила название гипофизарного нанизма от греч. nannos — карлик. Нормальное содержание гормона роста в крови составляет 3,8±0,2 нг/мл., в то время как у карликов оно снижено до 1,3±0,3 нг/мл.

Сразу надо оговориться, что карликовость вызывается многими причинами, из которых врожденные случаи составляют лишь часть общей патологии. Например, причину карликовости иногда надо искать в психо-социальной сфере или в опухолях гипофиза. Задержке роста способствует и множество других заболеваний. Она может вызываться пороками сердца, болезнями легких, почек, печени, нехваткой витаминов, различными инфекциями, а также черепно-мозговыми и родовыми травмами (особенно при кесаревом сечении). Мы рассмотрим именно генетически обусловленные причины карликовости.

В эволюции хордовых животных кости возникли не сразу. Сначала роль опоры для поддержания формы их тела играл хрящ. У одного из самых наших дальних родственников — ланцетника — до сих пор в теле нет ни одной косточки. Внутри его полупрозрачного тела проходит только хрящевой тяж — хорда. Лишь значительно позже спинной и головной мозг хордовых были укреплены костными пластинками. Поэтому и в процессе эмбриогенеза у человека на месте костей сначала возникают хрящи. Понятно, что любые дефекты их закладки, роста и развития практически автоматически будут сказываться на формировании скелета.

Одним из таких дефектов является ахондроплазия от греч. chondros — хрящ — врожденное аутосомно-доминантное заболевание, встречающиеся с вероятностью примерно 1/10000. Хрящ при этом недоразвит, не так прочен, как следовало бы, к тому же порой он начинает ненормально разрастаться. Все это приводит к укорочению формирующихся костей и искривлению позвоночника. Поскольку позвонки так и не могут приобрести необходимую прочность, при ахондроплазии порой происходит сдавливание спинного мозга под действием тяжести тела. В крайних случаях такая ситуация может привести к остановке дыхания и смерти. Часть эмбрионов с таким диагнозом гибнет еще внутриутробно. В лучшем же случае новорожденные жизнеспособны, но у них страдают суставы, искривляются ноги, стопы становятся большими, как бы расплющиваясь. По сравнению со всем скелетом голова с заметно выдающимся лбом становится непропорционально крупной. Интеллектуальное развитие детей не страдает, однако заболевание практически не поддается лечению.

Прочность костей во многом зависит также от содержания в них солей кальция. Способность костных клеток захватывать эти соли зависит от витамина D. Как известно, в организме человека он образуется при воздействии на кожу ультрафиолетовых солнечных лучей. Дети, появившиеся на свет зимой, нечасто принимают естественные солнечные ванны, а через оконные стекла ультрафиолетовые лучи не проходят. В результате в растущих костях новорожденных возникает дефицит солей кальция. Кости конечностей и позвоночника становятся менее прочными и порой могут даже искривляться под тяжестью тела. Такое заболевание называется рахитом (от греч. rhachis — спинной хребет). Новорожденные много лежат на спине, поэтому у рахитичных младенцев кости затылка постепенно становятся плоскими. Избежать рахита совсем несложно, принимая ультрафиолетовые ванны и употребляя в пищу свежие овощи и фрукты — продукты, содержащие витамин D. Гораздо труднее бороться с ситуацией, когда витамин D в необходимом количестве вырабатывается, но не захватывается клетками. Так происходит в результате генетических дефектов, возникающих в клеточных рецепторах этого витамина. Такое заболевание называется семейным гипофосфатимическим рахитом. Оно встречается в вероятностью 1/25000 родов. Последствия примерно такие же, как и при обычном рахите. Чаще всего у малышей под действием тяжести тела начинают искривляться ноги.

Карликовость часто объясняется различными нарушениями в гене, кодирующим гормон роста. Описано уже несколько подобных дефектов. Обычно речь идет о делециях, то есть утратах части ДНК. Такие состояния, естественно, наследуются, причем обычно по рецессивной схеме. То есть больные (карлики) являются гомозиготами по дефектному гену. Описаны точечные мутации в гене соматотропина, приводящие к обрыву синтезируемого белка со всеми вытекающими отсюда последствиями катастрофического падения его биологической активности. Существуют врожденные формы карликовости, наследуемые и по доминантному типу, и даже формы, сцепленные с полом.

Другая распространенная причина врожденной карликовости — дефекты в гене рецептора соматотропина (синдром Ларон). То есть сам гормон есть и вырабатывается нормально, но клетки его «не видят». Они просто не в состоянии воспринять его сигнал. В общем, с генетической точки зрения пестренькая получается картина. Ее пестрота обусловлена еще и тем, что на синтез соматотропина в клетках оказывают влияние некоторые другие гормоны. Например, гормон роста выделяется из клеток гипофиза под воздействием так называемых рилизинг-фактора и соматостатина (тоже гормонов). Следовательно, генетические нарушения в их производстве почти автоматически будут негативно сказываться и на «клеточных поставках» гормона роста. В довершение надо добавить, что и сам гормон роста оказывает влияние на интенсивность работы клеток не непосредственно. Он стимулирует печень выделять особые вещества — соматомедины, непосредственно влияющие на синтез белка в клетках. Следовательно, любой генетический дефект в производстве соматомединов также может служить причиной карликовости.

Любая из врожденных причин карликовости приводит к характерной клинической картине. При рождении рост и вес детей соответствуют норме. Первые признаки заболевания появляются лишь в возрасте 2—3 лет, когда дети начинают отставать в росте от своих сверстников. Скорость роста у детей с недостаточным производством соматотропина резко снижена. За год ребенок должен подрастать не менее чем на 4 см (нормой считается 7—8 см). Если этого не происходит, и прирост не превышает 3—4 см в год, надо срочно обратиться к эндокринологу.

Задержка роста не оказывает существенного влияния на пропорции тела. Они остаются нормальными. Зато кожа становится тонкой и нежной, подкожно-жировая клетчатка недоразвита. Дефекты в рецепторах к гормону роста (синдром Ларон) обычно приводят к избыточной массе тела при слабо развитой мускулатуре. Скелет окостеневает медленнее, чем следует, часто наблюдаются нарушения развития и смены зубов. У карликов обычно высокий голос, тонкие волосы и мелкие черты лица, они, как правило, бесплодны, а их половые органы недоразвиты. Вместе с тем умственное развитие людей с недостатком гормона роста находится в норме, порой у них хорошая память, хотя психика часто носит оттенок «детскости», неразвитости эмоций.

Пока рост скелета еще не закончился, карликовость можно вылечить с помощью инъекций гормона роста, которые должны осуществляться под контролем врача-эндокринолога. Когда препараты на основе гормона роста только входили в медицинскую практику и опыта их применения еще не хватало, случались и «курьезы». Например, житель Австрии Адам Рейнер вырос из 115-сантиметрового карлика в 214-сантиметрового гиганта. Считается, что это самое большое из зарегистрированных в мире колебаний роста. В настоящее время гормональная терапия с применением соматотропина помогает детям с дефицитом гормона роста нормально расти. При длительной терапии они могут достичь вполне удовлетворительных параметров физического развития взрослого человека.

Люди, у которых соматотропный гормон по тем или иным причинам вырабатывается в избытке, страдают не менее неприятным заболеванием — акромегалией (греч. megalos — большой). Одна из распространенных причин — опухоли гипофиза, в результате развития которых продукция гормона роста возрастает. В результате начинают увеличиваться кисти рук, стопы, нижняя челюсть, нос и даже язык. Лицо расширяется за счет разрастания связочных узлов нижней челюсти под скулами. Мышечная масса также растет. Гормон роста укрепляет соединительную ткань, сухожилия, кости и хрящи, что приводит к увеличению силы. Не случайно на Западе профессионалы, занимающиеся бодибилдингом, нередко включают в свой медикаментозный арсенал соматотропин, полученный методами генной инженерии. Не удивительно, что их мышцы растут прямо на глазах! Ведь гормон роста «подстегивает» синтез белка в клетках и стимулирует сами клетки к делению. Для сравнения — препараты на основе стероидных гормонов к увеличению числа мышечных клеток не приводят. Кстати, Международный Олимпийский Комитет в 1988 г. запретил спортсменам использовать соматотропин, классифицировав его как разновидность допинга. Генно-инженерный соматотропин используют не только профессионалы. В наши дни только в США около миллиона человек регулярно используют препараты с гормоном роста, приводя с его помощью в порядок свое несколько обрюзгшее тело.

Американцев понять можно — они готовы на все, чтобы «фасад» личности соответствовал навязанным обществом стандартам. Соотечественника же сразу хочется предупредить: познакомившись с удивительными особенностями соматотропина, не надо кидаться в ближайшую аптеку на его поиски. С гормонами ведь вообще шутки плохи. Тут недолго и переборщить. Эти препараты обычно можно принимать только по рекомендации врача и под его неусыпным контролем. А иначе можно заработать гипертонию, гипертрофию сердечной мышцы и проблемы со щитовидной железой.

К тому же гормональные курсы обычно дороги, особенно если они включают генно-инженерные препараты. Ампула с гормоном роста, содержащая 16 условных единиц препарата стоит более 200 долларов США. В лучшем случае вам ее хватит на неделю. Средний же курс гормонотерапии с применением синтетического соматотропина длится от 6 недель до 6 месяцев. Вот и подсчитайте, во сколько обойдется «подправить» фигуру без особых усилий! Так что если вы действительно хотите немного подрасти или подправить фигуру, лучше хвататься за испытанные опытом гантели, чем за сомнительные таблетки. Тем более что на вводимый гормон роста животных иммунная система вырабатывает антитела (то есть пытается его «уничтожить»). В теле человека совершенно бесплатно вырабатывается от 0,5 до 1,5 единиц собственного гормона роста. Его синтез можно увеличить с помощью физических нагрузок, полноценного сна, снижения содержания сахара в крови (гипогликемия) и даже стрессов. Надо также учитывать, что лечение гормоном роста проводят только в возрасте от 3 до 17—18 лет, то есть до окончания роста. Позже эффект от применения соматотропина будет незначителен.

Кстати, с возрастом естественный синтез соматотропина падает, поэтому к старости люди обычно становятся чуть ниже ростом. При этом доказано, что соматотропин может предотвращать процесс старения! Доктор Марк Блекман из Университета Джона Гопкинса (США), уже два десятилетия разрабатывающий эту проблему, опубликовал недавно результаты исследований. Вот самые интересные: доказано, что у молодых людей с недостатком гормона роста рано появляются признаки старения. После приема искусственного гормона они исчезают!

В историческом плане со средним ростом людей происходит прямо противоположный процесс. С течением времени он увеличивается. В начале XIX в. средний рост мужчин составлял 155—160 см. В 1980 г. по мировой статистике он уже достиг 173,9 см. К 1987 г. мужчины «подросли» до 174,1 см. Не отстают от них и женщины. Их средний рост также увеличивается. В начале XXI в. этот во многом загадочный процесс, судя по всему, продолжится. Очевидно, гены тут ни при чем. Самое банальное объяснение состоит в том, что в эволюции видов есть свои тенденции, непосредственно не связанные с отбором по Дарвину.

Продолжение следует